脑梗死患者血清miR-21-5p、IL-6、IL-8表达水平及其预测模型构建

崔佳佳 张成洲 朱蓓 徐志平 刘元元 刘洋

(1江苏医药职业学院基础教研室,江苏 盐城 224000;2盐城市第五人民医院内科)

脑血管病是一种以高致死率、高伤残率、高复发率为特征的神经内科疾病〔1〕。据世界卫生组织(WHO)公布的资料显示,2000～2019年,心血管疾病的死亡率有所下降,但其发病率较高〔2〕。因为大脑的新陈代谢活动,所以需要更多的氧。如果血液流通受阻,短期内无法恢复,脑细胞就会因为缺氧而死亡,从而导致大脑功能紊乱〔3〕。尽管生存神经元的作用对脑缺血后损害有一定的补偿作用,但是大脑神经元的恢复能力是有限的〔4〕。目前,溶栓是临床上最有效的治疗手段,但由于溶栓的时限较长,大部分病人在住院时已丧失了溶栓治疗的可能〔5〕。因此,提前预测脑梗死的发生风险对预防脑梗死尤为重要〔6〕。

炎性反应在脑梗死中起着重要作用。脑缺血后,神经胶质细胞、血管内皮细胞分泌肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8、活性氧(ROS)、一氧化氮合酶(NOS)〔7〕。这些细胞因子会吸引白细胞,促进黏附分子在白细胞和内皮细胞中的生成,从而导致吞噬和免疫应答。IL-1可以分泌花生四烯酸,从而提高 TNF-α和IL-1β的含量,从而引起炎症细胞的聚集,使大脑受损程度进一步恶化〔8〕。脑梗死的发生与患者脑动脉中栓子堵塞及炎症反应相关,并且脑梗死患者CRP水平显著增加。其可能与脑梗死发生相关〔9〕。因此,了解其炎性反应、炎症因子水平是认识其发生机制的重要步骤,炎症因子水平可能对脑梗死的预测有一定价值。

近年来,有关的研究显示〔10〕,小分子核糖核酸 (miRNA)参与了缺血性脑损伤的各个阶段,并可能以不同的途径使其发生或减轻。miRNA它能与目标分子的 mRNA结合,并能通过对 mRNA的转录和降解而抑制其表达。细胞的增殖、迁移、分化、代谢及细胞凋亡等多种生理和病理过程中起着重要作用〔11〕。miRNA在血管形成中起着重要的调控作用。miR-21-5p对心肌缺血再灌注损伤有明显的促进作用。内皮祖细胞分泌的miR-21-5p可以促进血管内皮细胞的修复〔12〕。研究发现,miR-21-5p基因在MSC-外显子中大量存在。由骨髓间充质干细胞(BMSC)分泌的Fe3O4纳米粒子及静止磁场能促进miR-21-5p的表达,促进创面愈合。BMSC-Exos能促进血管新生,并能通过miR-21-5p的升高来改善脑梗死的康复〔13,14〕。本文旨在探讨脑梗死发病机制及miR-21-5p、IL-6、IL-8在脑梗死发病中的作用。

1 资料与方法

1.1一般资料 2019年4月至2022年5月就诊的102例脑梗死患者作为观察组,纳入标准:①60周岁以上且临床上诊断为脑梗死患者;②进行miR-21-5p、IL-6、IL-1、IL-8、CRP等血清检测者。排除标准:①肝肾功能或凝血功能障碍;②资料不全患者;③神经疾病或精神病史;④恶性肿瘤。另外选取同时期体检正常人群72例受试者为对照组。研究在开展前已经向伦理委员会提出申请并审核通过。纳入标准:①60岁以上人群;②体检基本无异常者,不包括心脏病、三高等慢性基础疾病;③检测miR-21-5p、IL-6、IL-1、IL-8、CRP等血清指标。

1.2观察指标 比较两组基本信息(年龄、性别、是否高血压、是否高脂血症、是否糖尿病、是否心脏病)及血清指标(miR-21-5p、IL-6、IL-1、IL-8、CRP)水平。(1)miR-21-5p的测定〔15〕:按照实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR) 试剂盒进行操作,提取全部 RNA。qRT-PCR在qRT-PCR试验中,首先采用M-MLV和 RiboLock(Applied Biosystems,福斯特城,加州,美国),利用 SYBR(GenePharma,上海),在IQ-5(Bio-Rad,美国)进行qRT-PCR。在95 ℃下加热10 min;94 ℃下变性15 s;55 ℃,30 ℃,70 ℃,30 ℃,50次。用M-MLV的RT-PCR方法进行 RNA反转录,进行了 PCR的实时定量 PCR,其结果用U6进行了修正,并用2-ΔΔCt方法进行了统计。上海生工公司提供PCR引物。(2)IL-6、IL-8、IL-1、CRP的测定:采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定了受试者血清IL-6、IL-8、IL-1、CRP水平,该试剂盒由上海生物技术有限公司提供。测试项目都以3次测试的平均结果为基础,并且由资深的检验员检测。

1.3统计学方法 采用SPSS25.0软件进行t检验、Mann-WhitneyU检验、χ2或Fisher精确检验、Logistic回归分析,用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC) 评价模型的预测效能。

2 结 果

2.1两组一般资料比较 两组年龄、性别比较差异无统计学意义(P>0.05)。观察组高血压、高脂血症、糖尿病、心脏患者显著高于对照组,观察组miR-21-5p、IL-6、IL-8、CRP、IL-1水平均显著高于对照组(P<0.001)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2多因素分析脑梗死的影响因素及基于miR-21-5p、IL-6、IL-8建立的预测模型的预测效能 将是否脑梗死(脑梗死=1,非脑梗死=0)作为因变量,单因素分析差异显著的因素作为协变量进行Logistic回归分析,高血压、心脏病、miR-21-5p、IL-6、IL-8、CRP均是脑梗死的危险因素,上述因素所建立模型的预测效能最好,AUC为0.996,其他影响因素的AUC分别为0.811(高血压)、0.871(心脏病)、0.909(miR-21-5p)、0.857(IL-6)、0.900(IL-8)、0.797(CRP)。模型预测公式Log(P)=高血压×3.273+心脏病×3.263+miR-21-5p×2.596+IL-6×0.156+IL-8×0.194+CRP×0.525-26.006。见表2、图1。

图1 基于miR-21-5p、IL-6、IL-8建立的预测模型的预测效能ROC曲线

表2 脑梗死影响因素的多因素Logistic回归分析

3 讨 论

miR-21-5p是脑梗死的危险因素之一。脑梗死是由于血管中供血的血管出现粥样硬化、血栓,导致血管狭窄、阻塞,从而导致局部脑缺血〔16〕。研究表明〔17〕, miRNA在肿瘤、糖尿病、心肌梗死等疾病中有较高的应用价值。在缺血性脑血管病病人中,miR-21水平明显增高,可作为一种预测脑血管疾病的潜在指标。Hu等〔18〕的研究表明,miRNA以一种外泌体的形式存在于血清中,其主要表现为细胞的被动释放和细胞的自发分泌。在急性脑梗死患者的血清中miR-21-5p的表达较高。这与本研究结果一致。

IL-6水平与脑梗死相关。有学者探索了患者血清IL-6和TNF-α水平的变化〔19〕。IL-6是一种常见的IL样炎症因子,在发生急性炎症和组织损伤时迅速增加,随着应激的释放,IL-6会在短时间内迅速恢复到生理水平。Chen等〔20〕研究显示,研究组2 h和24 h时IL-6水平高于对照组,随着炎症的进展,大量与炎症相关的因子如IL-6被释放出来,其反向刺激TNF-α以增加其分泌。文献中已经报道〔21〕,高IL-6水平可导致认知障碍,如血管性痴呆,由其介导的炎症反应是痴呆发生和发展的常见诱导。另外,IL-8水平的增高,是脑梗死后脑组织损害的一个指标。IL-8水平检测对脑梗死后的急性炎性损伤具有一定的临床意义,为寻求早期、有效的预防和改善神经功能恢复提供了有利的基础〔22〕。CRP是人体炎症反应最敏感的指标,对高血压、糖尿病、干细胞、高脂血症等各种医学疾病的发生和发展有一定影响〔23〕。脑梗死后2 h,脑组织将出现明显的病理生理变化,导致体内IL-6水平升高。在炎症因子增加中,IL-6水平的升高是最明显的。此外,胰岛素抵抗加重,导致CRP水平升高。随着病变直径的增加,梗死大小扩大,特别是脑缺血和缺氧部位,从而使上述病理生理过程更加明显。此外,产生的大量CRP会进一步激活身体补体系统,从而加重血管内皮细胞损伤以激活凝血系统,导致血栓进一步扩大,并加重疾病的进展和局部血液循环的紊乱,从而导致更严重的脑缺血和缺氧的发生。有研究调查了脑梗死患者的血清炎症因子水平,发现脑梗死组CRP和IL-6水平显著高于腔隙性脑梗死组,且脑梗死发病后体内炎症相关因素水平较高〔24〕。此外,CRP、IL-6与脑梗死直径的相关性研究表明〔25〕,CRP、IL-6与脑梗死的直径呈正相关,即脑梗死的直径越大,机体的炎症反应越明显。这也表明IL-6、IL-8、CRP在脑梗死的发生与进展中均有重要作用。

既往研究显示〔26〕,高血压患者脑梗死的发生率远高于非高血压者,这是由于高血压长期情况下,机体的血管会慢慢变细、甚至血管壁又硬又脆,脑血管的大小无法承受血栓正常通过,从而引起脑梗死。因此,高血压患者应当控制血压,避免脑梗死的发生。另外,在一些心脏病患者的心房内,血流异常会形成血凝块其脱落后较易发生脑血管梗死〔27〕。因此,心脏病患者也应当尽可能预防血栓的出现,防止脑血管阻塞。当然,高脂血症等因素也可能影响脑梗死的发生,但是由于本研究样本量有限,并且多因素逐步回归分析中丢失掉一些因子,可能导致了高血脂等影响因素的丢失。本研究说明所建立的预测模型有较好的预测效能。